Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schießen von Gießereikernen oder -formen mit Formstoffen, mit einem eine Einlaßseite und eine Auslaßseite aufweisenden Schußkopf, einer auslaßseitig dem Schußkopf zugeordneten, mindestens eine Schußdüse tragenden Schußplatte und einem einlaßseitig dem Schußkopf zugeordneten, mindestens eine Luftzuführung aufweisenden Spannkopf zur abdichtenden Druckluftbeaufschlagung des Schußkopfes, wobei der Spannkopf mittels einer Zylinder-Kolben-Anordnung vertikal bewegbar ist und wobei ein Filter im Strömungspfad der Druckluft vorgesehen ist.
In der Gießereitechnik sind seit vielen Jahren Kernschießmaschinen bekannt. Zum Gießen von Formstücken werden die Gießereikerne oder Formen meist in getrennten Teilen hergestellt, zusammengeführt und miteinander zu einer Gußform verbunden. Ein wesentlicher Bestandteil der Kernschießmaschinen sind die sogenannten Schußköpfe mit den die Schußdüsen tragenden Schußplatten. Formstoff, insbesondere Kernsand, d.h. mit Bindemittel bereits vermengter bzw. beschichteter Quarzsand, wird bislang in die in Rede stehenden Schußköpfe eingefüllt und von dort aus mit sehr hohem Luftdruck durch die in der Schußplatte angeordneten Düsen in die jeweiligen Formen hineingeblasen bzw. hineingeschossen.
Aus der GB-A-2 194 745 ist eine Schießvorrichtung für Gießereikerne bekannt, wobei dort zu einem bestimmten Zeitpunkt mit einer praktisch konstanten Luftmenge ein vorgebbarer Luftdruck zur plötzlichen Druckluftbeaufschlagung des als Sandpatrone ausgeführten Schußkopfes erzeugt wird. Die Vermeidung eines Druckabfalls während des Schießvorganges wird hier vorausgesetzt.
Gemäß Fig. 1 der GB-A-2 194 745 sowie aus der dazugehörigen Beschreibung ist des weiteren bekannt, daß am auslaßseitigen Ende des Spannkopfes ein Filter vorgesehen ist. Dieser Filter dient neben seiner üblichen Zweckbestimmung ausschließlich der Vermeidung eines Rückströmens der im Schußkopf aufgewirbelten Kernsande.
Im konkreten soll dort nämlich Druckluft sowohl vom Spannkopf aus in den Schußkopf als auch zurück vom Schußkopf in den Spannkopf gelangen können. Die Notwendigkeit des in der GB-A-2 194 745 offenbarten Filters zur Vermeidung einer Strömung mitgerissener Kernsande zurück in den Spannkopf ist insoweit offensichtlich, als in der unteren Kammer des Niederhalters ein Radialauslaßstutzen zum luftdichten Anschluß eines herkömmlichen Schnellauslaßventils vorgesehen ist. Wird nämlich dieses Schnellauslaßventil vor dem Abheben des Spannkopfes betätigt, gelangt ohne die Vorkehrung des Filters Kersand in den Spannkopf und ruft dort einen erheblichen Verschleiß bzw. gar eine Beschädigung der Ventile hervor.
Die aus der GB-A-2 194 745 bekannte Vorrichtung zum Schießen von Gießereikernen oder -formen ist jedoch insoweit problematisch, als die Druckluft zwar über das Filter, jedoch ansonsten direkt in das Innere des Schußkopfes gelangt, wobei die Druckluft den im Schußkopf befindlichen Sand verwirbelt, so daß lokale Verwirbelungen innerhalb des Schußkopfes bzw. innerhalb der Patrone auftreten. Die Druckluft prallt direkt auf den im Schußkopf befindlichen Kernsand, so daß dort bereits eine Vorverdichtung stattfindet. Aufgrund der unkontrollierten Druckluftzufuhr kann innerhalb des Schußkopfes keine gezielte homogene Druckluftbeaufschlagung des Sandes stattfinden. Die bei der bekannten Vorrichtung lokal auftretenden "Druckluftstrahlen" bohren quasi Löcher in den im Schußkopf befindlichen Sand bzw. bewirken sogar die zuvor bereits angesprochenen lokalen Vorverdichtungen des meist bereits mit Bindemittel versehenen bzw. beschichteten Sandes. Folglich muß der zum Schießen erforderliche Druck aufgrund dieser ungleichen Drucklufteinstrahlung und Vorverdichtung erheblich erhöht werden. Folglich besteht hier in ganz besonderem Maße die Gefahr, daß der Formsand bereits im Schußkopf - ungewollt - vorverdichtet wird, so daß zum eigentlichen Schießen erheblich größere Drücke erforderlich sind.
Aus "Patent Abstract of Japan", Vol. 4 No. 143 (M-35) (625) ist für sich gesehen ein Schußkopf bekannt, der in üblicher Weise eine Schußdüsen tragende Schußplatte aufweist. Besondere Filter sind hier nicht vorgesehen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Schießen von Gießereikernen oder -formen mit Formstoffen anzugeben, bei der die im Schußkopf befindlichen Formstoffe zumindest weitgehend gleichmäßig mit Druckluft beaufschlagt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach ist die eingangs genannte Vorrichtung derart ausgestaltet, daß das Filter zwischen dem Schußkopf und dem Spannkopf angeordnete und zur Verwirbelung bzw. gleichmäßigen Verteilung der aus der Luftzuführung in den Schußkopf strömenden Druckluft als Spaltfilter mit vorzugsweise parallel zueinander verlaufenden Spalten ausgeführt ist.
Erfindungsgemäß ist demnach erkannt worden, daß direkt in den Schußkopf einströmende Druckluft zu erwünschten lokalen "Eingrabungen" bzw. sogar zu lokalen Verdichtungen führt. Folglich ist in erfindungsgemäßer Weise eine Einrichtung vorgsehen, die die einströmende Druckluft - wirksam bzw. gleichmäßig - bereits im Schußkopf - zum Formstoff hin - verteilt. Diese Einrichtung ist in weiter erfindungsgemäßer Weise zwischen dem Schußkopf und dem Spannkopf vorgesehen, so daß der in Rede stehenden Einrichtung eine Doppelfunktion zukommt, nämlich einerseits die Verwirbelung bzw. gleichmäßige Verteilung der aus der Luftzuführung in den Schußkopf strömenden Luft und andererseits eine bereits aus dem Stand der Technik bekannte Filterfunktion für möglicherweise aus dem Schußkopf in den Spannkopf bzw. von dort aus durch die Luftzuführung hindurch in einen Verdichter bzw. in eine Pumpe oder dgl. rückströmende Luft. Folglich wird in erfindungsgemäßer Weise einerseits der Schießvorgang insoweit begünstigt, als aufgrund der Gleichverteilung der Druckluft innerhalb des Schußkopfes geringere Drücke zum Schießen erforderlich sind. Andererseits wird ein unerwünschtes Rückströmen von Partikeln, Schwebeteilchen oder dgl. und somit ein abrasiver Verschleiß der dem Schußkopf vorgeschalteten Bauteile wirksam verhindert, wenn nicht sogar vermieden, wobei hier ganz wesentlich ist, daß die in Rede stehende Einrichtung zwischen dem Schußkopf und dem Spannkopf vorgesehen ist.
Unter einem Spaltfilter läßt sich hier beispielsweise eine fein geschlitzte Platte verstehen, wobei sich die Schlitze bzw. Spalte von einem Randbereich des Filters zum anderen - quasi diagonal - erstrecken. Die in Rede stehenden Spalte können in weiter vorteilhafter Weise mit 10 bis 15 mm zueinander beabstandet sein. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen den Spalten etwa 12 mm. Damit nun diese Spalte auch tatsächlich anströmseitig einen Luftstau und somit einen höheren Druck als abströmseitig verursachen, sind die Spalte mit einer Breite von ca. 3/100 bis 6/100 mm ausgestattet. Die Spaltbreite kann ohne weiteres auch variieren, wobei eine breitere Ausgestaltung der Spaltbreite zu einem Druckabfall anströmseitig führt, was sich nachteilig auf eine gleichmäßige Druckluftverteilung innerhalb des Schußkopfes auswirkt. Bei wesentlich enger ausgelegten Spalten ist der Luftdruck anströmseitig zu erhöhen, damit der sich nach dem Filter aufbauende Luftdruck zum Kernschießen ausreicht. Im übrigen ist darauf zu achten, daß die Spaltbreite in Abhängigkeit des verwendeten Formstoffes gerade so gewählt ist, daß bei einer Rückwärtsströmung der Druckluft die Spalte nicht durch den Formstoff bzw. Formsand verstopft werden.
Die Spalte bzw. die die Spalte trennenden Stege können so angeordnet sein, daß die Spalte die Druckluft im wesentlichen in Längsrichtung in den Schußkopf hineinleiten. Ebenso könnte zur Erzeugung eines bestimmten Strömungsbildes der Filter mit gleichmäßig oder unterschiedlich geneigten Spalten versehen sein, um eine bestimmte Streuung der Druckluft zu erreichen. Die hier vorzusehenden Einströmwinkel könnten jeweils auf den entsprechenden Schußkopf abgestimmt sein. Des weiteren ist es durch diese Maßnahme möglich, den Filter im Durchmesser kleiner als die Öffnung des Schußkopfes zu gestalten, wobei durch eine bestimmte Neigung der Spalte dennoch eine Druckluftbeaufschlagung des gesamten Innenraumes des Schußkopfes erreichbar ist.
Das Filter kann im Rahmen einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung eine Dicke aufweisen, welche der Beabstandung der Spalte, d.h. der Dicke der Stege zwischen den Spalten, entspricht. Folglich ergäbe sich eine Dicke von 10 bis 15 mm, insbesondere eine Dicke von 12 mm. Dabei wäre gewährleistet, daß das Filter bei entsprechenden Materialien eine hinreichende Stabilität im Druckluftpfad aufweist. Als Material käme ein rostfreier Stahl, vorzugsweise Edelstahl, in Frage. Insbesondere aufgrund der Aggressivität der Bindemittel ist die Verwendung eines rostfreien Stahls von besonderem Vorteil.
Zur sicheren Fixierung bzw. Einspannung des Filters zwischen Spannkopf und Schußkopf ist es von ganz besonderem Vorteil, wenn das Filter durch einem dem Schußkopf bzw. dem Spannkopf im wesentlichen angepaßten Ring gehalten ist. Dieser als Halter dienende Ring könnte entweder mit dem Schußkopf oder mit dem Spannkopf lösbar verbunden sein. Eine lösbare Verbindung des Ringes und somit des Filters mit dem Spannkopf ist jedoch insoweit von Vorteil, als das Filter gemeinsam mit dem Spannkopf zur Neubefüllung des Schußkopfes mit Kernsand abnehmbar wäre. Ein zusätzlicher Arbeitsschritt zur Entfernung des Filters würde somit in ganz besonders vorteilhafter Weise entfallen.
Der zur Aufnahme des Filters dienende Ring könnte in konkreter Weise so ausgebildet sein, daß das Filter in eine innere Randausnehmung des Ringes eingelegt bzw. am Boden der Randausnehmung aufliegend festgelegt wäre. Somit wäre das Filter im Ring gänzlich versenkt und eine Beschädigung des Filters durch unsachgemäße Handhabung wäre zumindest im Randbereich weitgehend vermieden.
Zur weiteren Absicherung und Stützung des Filters könnte der Ring eine in etwa mittig diagonal verlaufende Stützrippe aufweisen. Diese Stützrippe würde in vorteilhafter Weise mit dem Boden der Randausnehmung in einer Ebene liegen, so daß das in die Randausnehmung eingelegte Filter auf der Stützrippe und auf dem Boden der Randausnehmung aufliegt.
Auch der Spannkopf könnte auf seiner dem Schußkopf zugewandten Seite eine in etwa mittig ausgebildete Rippe oder zumindest ein entsprechendes Auge aufweisen, so daß das Filter im eingebauten Zustand zwischen der Stützrippe des Ringes und der Rippe des Spannkopfes festgelegt wäre. Insoweit wäre das Filter sowohl bei einströmender Druckluft als auch bei rückströmender Druckluft und ggf. rückströmenden Partikeln hinreichend gegen Deformation oder Verlagerung gesichert.
Damit nun der zwischen Spannkopf und Schußkopf befindliche Ring keinen Druckverlust verursacht, weist der Ring sowohl auf der dem Spannkopf zugewandten Seite als auch auf der dem Schußkopf zugewandten Seite Dichtungen auf, die einerseits zwischen Ring und Spannkopf, andererseits zwischen Ring und Schußkopf abdichten. Bei diesen Dichtungen kann es sich beispielsweise um herkömmliche Dichtringe bzw. O-Ringe handeln, die beim Aufdrücken des Spannkopfes auf den Schußkopf quetschen und somit wirksam abdichten.
Hinsichtlich einer gleichmäßigen Druckluftverteilung innerhalb des Schußkopfes ist es von weiterem Vorteil, wenn mindestens zwei voneinander getrennte Luftzuführungen vorgesehen sind, die an unterschiedlichen Stellen über den Spannkopf in den Schußkopf eintreten. In vorteilhafter Weise sind die Luftzuführungen am äußeren Randbereich des Spannkopfes an diesen angeschlossen. Die Luftzuführungen sind in Form von Rohren ausgebildet, die im wesentlichen längs des Spannkopfes bzw. längs der vertikalen Bewegungsrichtung des Spannkopfes verlaufen. Die Luftzuführungen bzw. Rohre sind fest mit dem Spannkopf verbunden und bilden eine zusätzliche Führung des Spannkopfes in dessen vertikaler Bewegung. Dazu sind die Rohre selbst wiederum in für sich bekannter Weise geführt bzw. entsprechend gelagert.
Die durch die Rohre zunächst in den Spannkopf und von dort aus in den Schußkopf einströmende Druckluft wird über sich an die Luftzuführungen bzw. Rohre anschließende Anschlußstücke quer zum Spannkopf in dessen dem Schußkopf zugewandten Bereich umgelenkt. Dieser Bereich ist dem Schußkopf gegenüber offen, so daß die in diesen Bereich gelangte Druckluft ungehindert - durch das Filter hindurch - in den Schußkopf gelangen kann. Die Anschlußstücke lenken die von den Luftzuführungen herströmende Druckluft um etwa 90° um, d.h. die Luft strömt quer zur vertikalen Bewegungsrichtung des Spannkopfes in diesen ein.
Des weiteren ist wesentlich, daß im Rahmen einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der dem Schußkopf zugewandte Bereich des Spannkopfes von einem zum Schußkopf hin abragenden Randbereich umgeben ist. Die Anschlußstücke sind dabei Teile oder integrale Bestandteile des Randbereichs. Mit anderen Worten bildet der Spannkopf mit seinem Randbereich eine Art Haube, an die sich der Ring mit dem dort einliegenden Filter anschließt.
Schließlich ist es von ganz besonderem Vorteil, wenn die einem erhöhten abrasiven Verschleiß ausgesetzten Bereiche der Anschlußstücke, d.h. die von der Druckluft direkt angeströmten Bereiche, als Verschleißteile austauschbar ausgeführt sind. Dies sind insbesondere diejenigen Bereiche der Anschlußstücke, die in Strömungsrichtung gesehen äußere Kurvenwandungen bilden, die stets vom Strömungsmedium direkt angeströmt sind.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schießen von Gießereikernen oder -formen mit Formstoffen bzw. Formsand 1. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen eine Einlaßseite 2 und eine Auslaßseite 3 aufweisenden Schußkopf 4 auf. Auslaßseitig ist dem Schußkopf 4 eine Schußdüsen 5 tragende Schußplatte 6 zugeordnet. Einlaßseitig ist dem Schußkopf 4 ein Spannkopf 7 zugeordnet, der widerum eine Luftzuführung 8 aufweist. Der Spannkopf dient u.a. zur abdichtenden Druckluftsbeaufschlagung des Schußkopfes 4, wobei der Spannkopf 7 mittels einer Zylinder-Kolben-Anordnung 9 vertikal bewegbar ist.
Erfindungsgemäß ist zwischen dem Schußkopf 4 und dem Spannkopf 7 eine Einrichtung 10 zur Verwirbelung bzw. gleichmäßigen Verteilung der aus der Luftzuführung 8 in den Schußkopf 4 strömenden Druckluft vorgesehen. Die Einrichtung 10 zur Verwirbelung bzw. gleichmäßigen Verteilung der Druckluft ist erfindungsgemäß als Filter 11, genauer gesagt als Spaltfilter, ausgeführt.
Die Fig. 2 und 3 zeigen besonders deutlich, daß das als Spaltfilter ausgeführte Filter 11 parallel zueinander verlaufende Spalte 12 aufweist. Diese Spalte 12 sind mit 12 mm zueinander beabstandet. Die Spalte 12 selbst weisen eine Breite von etwa 3/100 bis 6/100 mm auf. Die Spalte 12 verlaufen im wesentlichen parallel zueinander und divergieren anströmseitig derart, daß sich die zwischen den Spalten 12 befindlichen Stege 13 anströmseitig verjüngen (vgl. Fig. 3).
Die Fig. 2 und 3 lassen des weiteren gemeinsam erkennen, daß die Spalte 12 die Druckluft im wesentlichen in Längsrichtung in den Schußkopf 4 hineinleiten. Ein beliebig anderer - von Spalt zu Spalt unterschiedlicher - Winkel wäre denkbar. Das Filter 11 selbst weist eine Dicke von etwa 12 mm auf und ist aus Edelstahl hergestellt.
Die Fig. 1 und 2 lassen gemeinsam erkennen, daß das Filter 11 durch einen dem Spannkopf 7 im wesentlichen angepaßten Ring 14 gehalten und daß der Ring 14 mit dem Spannkopf 7 lösbar verbunden ist. Das Filter 11 weist eine innere Randausnehmung 15 auf, in der das Filter 11 aufliegend festgelegt ist.
Der Ring 14 weist des weiteren eine in etwa mittig diagonal verlaufende Stützrippe 16 auf, die in der Darstellung gemäß Fig. 1 im Querschnitt erkennbar ist. Die Stützrippe 16 liegt mit dem Boden der Randausnehmung 15 in einer Ebene, so daß das in die Randausnehmung 15 eingelegte Filter 11 auf der Stützrippe 16 und auf dem Boden der Randausnehmung 15 aufliegt.
Des weiteren weist der Spannkopf 7 auf seiner dem Schußkopf 4 zugewandten Seite eine in etwa mittig ausgebildete Rippe oder ein entsprechendes Auge 17 auf, so daß das Filter 11 zwischen der Stützrippe 16 des Ringes 14 und der Rippe bzw. dem Auge 17 des Spannkopfes 7 festgelegt ist.
Fig. 1 zeigt des weiteren, daß der Ring 14 sowohl auf der dem Spannkopf 7 zugewandten Seite als auch auf der dem Schußkopf 4 zugewandten Seite Dichtungen 18 aufweist, die einerseits zwischen dem Ring 14 und dem Spannkopf 7, andererseits zwischen dem Ring 14 und dem Schußkopf 4 abdichten.
Zur gleichmäßigeren Luftzuführung sind zwei voneinander getrennte Luftzuführungen 8 vorgesehen, die am äußeren Randbereich des Spannkopfes 7 an diesen angeschlossen sind. Die Luftzuführungen 8 sind in Form von Rohren ausgeführt und verlaufen im wesentlichen längs des Spannkopfes 7. Sie sind fest mit dem Spannkopf 7 verbunden und führen diesen zusätzlich in seiner vertikalen Bewegung.
Die Druckluft wird über sich an die Luftzuführungen 8 anschließende Anschlußstücke 19 quer zum Spannkopf 7 in dessen dem Schußkopf 4 zugewandten Bereich umgelenkt. Die Anschlußstücke 19 lenken die von den Luftzuführungen 8 herströmende Druckluft um etwa 90° um.
Der dem Schußkopf 4 zugewandte Bereich des Spannkopfes 7 ist von einem zum Schußkopf 4 hin abragenden Randbereich 20 umgeben. Die Anschlußstücke 19 sind dabei Teile des Randbereichs 20. Dabei sind die einem erhöhten abrasiven Verschleiß ausgesetzten Bereiche der Anschlußstücke 19, d.h. die von der Druckluft direkt angeströmten Bereiche, als Verschleißteile 21 austauschbar ausgeführt.